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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/35512
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Title: Análise probabilística do potencial de falha por liquefação estática e dinâmica de barragens
Other Titles: Probabilistic analysis of failure of dams due to static and dynamic liquefaction
Authors: Mendes, Lucas Oliveira
Orientador(es):: Assis, André Pacheco de
Assunto:: Barragens de rejeitos
Liquefação
Solos - análise
Solos - comportamento estrutural
Issue Date: 4-Oct-2019
Citation: MENDES, Lucas Oliveira. Análise probabilística do potencial de falha por liquefação estática e dinâmica de barragens. 2019. xx, 147 f., il. Dissertação (Mestrado em Geotecnia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Abstract: O fenômeno da liquefação consiste na súbita queda na resistência ao cisalhamento do solo sob carregamentos estáticos ou dinâmicos a volume constante, resultado em grandes deformações. Para que o solo seja suscetível à liquefação, ele deve apresentar comportamento contrátil sob carregamento com variação de volume, já que sua resistência é diminuída sob carregamento a volume constante, com aumento de poropressão. Já na indústria minerária, as denominadas Barragens de Rejeito são estruturas comumente utilizadas para a disposição de rejeitos em polpa. No lançamento dos rejeitos, o processo da segregação hidráulica condiciona a formação de camadas no aterro, as quais apresentam grandes variabilidades geotécnicas. Além disso, caso a disposição dos rejeitos não seja feita de forma apropriada, pode haver a formação de camadas de baixa densidade (isto é, contráteis) de rejeito no interior do aterro, que são suscetíveis à liquefação. Logo, esta dissertação teve como objetivo a elaboração de uma metodologia probabilística para a liquefação de barragens. Foram calculadas três probabilidades: a probabilidade frequentista anual de ocorrência do gatilho de liquefação (Pg) e as probabilidades de mobilização das resistências não drenadas de pico [P(FSpico ≤ 1)] e liquefeita [P(FSliq ≤ 1|FSpico ≤ 1)]. Por fim, essas três probabilidades foram multiplicadas para calcular a probabilidade de falha por liquefação (Pf). Para tanto, foi considerada uma seção hipotética de uma Barragem de Rejeito. As análises de equilíbrio limite foram feitas no programa Geostudio®, cujas razões de resistência não-drenadas dos rejeitos foram calculadas pelas fórmulas estabelecidas por Olson (2001) e Sadrekarimi (2014) a partir da resistência de ponta do cone (CPT), e as densidades de probabilidade para o Fator de Segurança foram obtidas pelos métodos probabilísticos FOSM, PEM e Monte-Carlo. Essas análises foram feitas considerando carregamentos estático e quase-estático (com aceleração sísmica). Como resultado, as análises pelos parâmetros de Sadrekarimi se mostraram mais conservadoras que as por Olson. Ainda, o método PEM apresentou valores de Fator de Segurança médio ligeiramente maiores que o método FOSM, mas com o mesmo desvio-padrão. Já o método de Monte-Carlo apresentou valores de Fator de Segurança médio e desvio-padrão bem superiores em relação aos outros métodos probabilísticos.
Abstract: The phenomenon of soil liquefaction consists in a sudden drop of shear resistance under static or dynamic loadings at a constant volume, resulting in great deformations. A soil which is susceptible to liquefaction has a contractile behaviour under loadings with volume change, because its shear resistance decreases under loadings at a constant volume due to an increase in porepressure. Regarding to mining industry, the so called Tailings Dams are structures commonly used to dispose slurry tailings. During the tailings disposal, the hydraulic segregation process leads to the formation of layers with significant geotechnical variability amidst them. Also, the lack of geotechnical control of slurry disposal may create zones with loose material (i.e., contractile zones), which may be susceptible to liquefaction. So, the main aim of this Master Dissertation was the elaboration of a probabilistic methodology to evaluate the liquefaction of dams. Three probabilities were calculated: the annual probability of occurrence of liquefaction trigger (Pg) and the probabilities of mobilization of yield and liquefied undrained strengths [P(FSpico ≤ 1) and P(FSliq ≤ 1|FSpico ≤ 1), respectively]. Finally, these probabilities were multiplied to calculate the probability of failure due to liquefaction (Pf). To do so, a hypothetical tailing dam section was considered, and the limit equilibrium analyses were conducted in the software Geostudio®. Furthermore, the yield and liquefied strength ratios of the tailings were calculated by the formulae proposed by Olson (2001) and Sadrekarimi (2014) using the cone tip resistance (from CPT), and the probability densities for the Factor of Safety were calculated by the probabilistic methods FOSM, PEM and Monte-Carlo. In addition, static and quasi-static (with seismic accelerations) loadings were taken in account for the analyses. Consequently, the analyses using the Sadrekarimi parameters provided more conservative results compared to those using Olson parameters. Also, the standard deviations from FOSM and PEM are the same in almost all scenarios, even though the mean Factors of Safety from PEM are slightly bigger. Lastly, Monte-Carlo provided much bigger values for the mean Factor of Safety and standard deviation in comparison with FOSM and PEM.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Appears in Collections:ENC - Mestrado em Geotecnia (Dissertações)

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